מחקר ב־Nature Ecology & Evolution מציע כי רבייה מקומית באמצעות שלוחות הגבילה את התחרות והגיוון בקהילות בעלי החיים הקדומות של האדיקר. המעבר לרבייה שאפשרה פיזור רחב יותר עשוי להסביר את ההאצה האבולוציונית לפני הפיצוץ הקמברי.
לפני כ־574 מיליון שנה הופיעו במאובנים כמה מן בעלי החיים הקדומים ביותר הידועים לנו. הם לא נראו כמו בעלי החיים המוכרים כיום: רבים מהם היו יצורים רכים, ישיבים, שנצמדו לקרקעית הים ולא נעו ממקום למקום. למרות הופעתם המוקדמת, ההתפתחות שלהם הייתה איטית יחסית במשך זמן רב, עד שלב מאוחר יותר שבו הופיע “גל שני” של גיוון מהיר יותר.
מחקר חדש שפורסם ב־Nature Ecology & Evolution מציע הסבר אפשרי לקצב המוזר הזה: ייתכן שהאבולוציה של בעלי החיים הראשונים הוגבלה לא רק על ידי תנאי הסביבה, אלא גם על ידי אופן הרבייה שלהם. לפי החוקרות, רבייה מקומית באמצעות שלוחות המחברות בין פרטים משובטים הפחיתה את התחרות בתוך אותו מין, וייתכן שעיכבה את הברירה הטבעית שהייתה יכולה להוביל לגיוון מהיר יותר. (Nature)
בעלי חיים שנשארו מחוברים
המחקר עסק בקהילות בעלי חיים קדומות מתקופת האדיקר, לפני כ־635 עד 539 מיליון שנה. בתקופה זו הופיעו מאובנים של יצורים רב־תאיים גדולים יחסית, עוד לפני הפיצוץ הקמברי שבו בעלי החיים נעשו מגוונים, ניידים ומורכבים בהרבה.
החוקרות, ד”ר אמילי מיטשל ופרופ’ אנדריאה מניקה מאוניברסיטת קיימברידג', בחנו קהילות מאובנים מאזורי Avalon, ובהם אתרים בניופאונדלנד שבקנדה וביער צ’רנווד באנגליה. מאובנים כאלה נשמרו לעיתים “במקום חייהם” על קרקעית הים הקדומה, ולכן אפשר להשתמש במיקום שלהם כדי ללמוד לא רק על צורתם, אלא גם על דפוסי הגדילה, הרבייה והתחרות ביניהם.
המחקר התמקד ברבייה באמצעות סטולונים – שלוחות או חוטים המחברים בין פרטים משובטים. בצורת רבייה כזאת, צאצאים חדשים אינם מתפזרים למרחק רב, אלא נשארים קרובים להורה ולעיתים מחוברים אליו. דפוס כזה מוכר גם ביצורים מודרניים מסוימים, כמו מושבות של בעלי חיים ימיים או צמחים קלונליים, אם כי אין זה אומר שבעלי החיים האדיקריים היו זהים להם.
פחות תחרות בתוך המין
לכאורה, רבייה מקומית ומחוברת יכולה להיות יתרון. אם כמה פרטים מחוברים ביניהם, הם עשויים לפעול כיחידה אחת ולחלק ביניהם משאבים. במקרה כזה, פרט אחד שנמצא באזור דל יחסית במשאבים יכול ליהנות מחיבור לפרטים אחרים באזורים טובים יותר.
אבל יש לכך מחיר אבולוציוני. כאשר פרטים מאותו מין מחוברים ומפוזרים בקבוצות צפופות אך מוגבלות, התחרות בתוך אותו מין נחלשת. אם אין לחץ תחרותי חזק בין פרטים של אותו מין, הברירה הטבעית פועלת אחרת. פחות פרטים נדחקים החוצה, ופחות תכונות חדשות מקבלות יתרון ברור.
החוקרות מכנות את התופעה הזאת heteromyopia – מצב שבו התחרות בין מינים מתרחשת בקנה מידה מרחבי קטן יותר מהתחרות בתוך אותו מין. במילים פשוטות יותר: המינים “רואים” ומתחרים עם שכנים ממינים אחרים לפני שהם מתחרים באמת עם בני מינם. מצב כזה יכול לאפשר למינים פחות מותאמים להמשיך להתקיים, משום שהמין הדומיננטי מוגבל בפיזורו ואינו משתלט בקלות על כל בית הגידול.
למה זה יכול לעכב גיוון
המחקר שילב ניתוחים מרחביים של מאובנים עם מודלים מכניסטיים של תחרות ופיזור. החוקרות בדקו כיצד דפוסי רבייה שונים משפיעים על התחרות ועל מספר המינים בקהילה. לפי המודל, רבייה באמצעות שלוחות מגבילה את הפיזור, מפחיתה את התחרות בתוך המין, ויכולה לשמר קהילות יציבות יחסית אך לא מגוונות במיוחד.
לעומת זאת, כאשר מופיעה רבייה שמאפשרת פיזור רחב יותר – למשל באמצעות צאצאים או תאי רבייה הנישאים במים – פרטים מאותו מין יכולים להגיע לאזורים חדשים, להתחרות ישירות יותר על משאבים, ולהפעיל לחץ ברירה חזק יותר. שינוי כזה יכול להאיץ גיוון אבולוציוני.
לפי המאמר, המעבר מדפוסי רבייה מוגבלים ומקומיים יותר לרבייה נפוצה יותר עם פיזור רחב עשוי להסביר את העלייה החדה יותר בגיוון שנראית בשלב המאוחר של האדיקר, ה”גל השני” של האבולוציה. החוקרות מסכמות כי רבייה אל־מינית באמצעות סטולונים כנראה הגבילה את האבולוציה המוקדמת של בעלי החיים, עד שהופיעו דפוסי רבייה שאפשרו פיזור ותחרות רחבים יותר.
עוד שלב בדרך לפיצוץ הקמברי
הממצא אינו אומר שרבייה לבדה הסבירה את כל ההיסטוריה של בעלי החיים הראשונים. התפתחות החיים באדיקר הושפעה גם מחמצן, כימיה של האוקיינוסים, תנאי קרקעית הים, טריפה, תנועה, גודל הגוף וגורמים סביבתיים רבים נוספים. אבל המחקר מדגיש נקודה חשובה: לפעמים הדרך שבה יצורים מתרבים יכולה לשנות את קצב האבולוציה שלהם לא פחות מתנאי הסביבה.
הדבר חשוב במיוחד להבנת המעבר מהעולם של האדיקר לעולם של הקמבריון. באדיקר הופיעו קהילות של יצורים גדולים יחסית, אך רבות מהן היו ישיבות, מקומיות ומוזרות מאוד במונחי עולם החי המודרני. בקמבריון, שהחל לפני כ־539 מיליון שנה, מופיעים במאובנים בעלי חיים מגוונים יותר, עם גופים קשים, תנועה, טריפה ומערכות אקולוגיות מורכבות בהרבה.
המחקר החדש מציע כי עוד לפני הפיצוץ הקמברי, התחולל שינוי עמוק בדרך שבה בעלי החיים הקדומים התרבו, התפזרו והתחרו. ייתכן שהשינוי הזה היה אחד התנאים שאפשרו לאבולוציה “להאיץ”.
FAQ קצר:
מה טוען המחקר? שאופן הרבייה של בעלי החיים הקדומים באדיקר עשוי היה להגביל תחרות וגיוון, ולכן להאט את קצב האבולוציה.
מהם סטולונים? שלוחות או חוטים המחברים בין פרטים משובטים ומגבילים את מרחק הפיזור שלהם.
האם זה מסביר את כל הפיצוץ הקמברי? לא. זהו מנגנון אפשרי אחד בתוך מכלול גדול של שינויים סביבתיים, אקולוגיים ואבולוציוניים.
עוד בנושא באתר הידען:
